Na krytej pływalni chlor wolny może być w normie, a mimo to w hali czuć charakterystyczny zapach, ratownicy skarżą się na podrażnione oczy i gardło, a wyposażenie koroduje szybciej, niż powinno. W takiej sytuacji pierwszym parametrem do sprawdzenia jest chlor związany, czyli ta część chloru, która przereagowała ze związkami azotu wnoszonymi do wody przez kąpiących się i przestała pełnić funkcję dezynfekcyjną.
Ten problem dotyczy przede wszystkim basenów krytych: pływalni, basenów w domach i hotelowych stref spa. W basenie ogrodowym silne promieniowanie UV ze słońca na bieżąco rozkłada chloraminy, dlatego chlor związany utrzymuje się tam zwykle w okolicach zera. W hali tego naturalnego mechanizmu brakuje i chloraminy kumulują się zarówno w wodzie, jak i w powietrzu nad lustrem wody.
Chlor związany: definicja, pomiar i wymagania
Chlor związany to suma chloramin, czyli związków chloru z azotem. Obejmuje chloraminy nieorganiczne (mono-, di- i trichloraminę, NCl₃) oraz bardzo liczną grupę chloramin organicznych, które powstają między innymi z mocznika i innych składników potu. Najbardziej uciążliwa jest trichloramina, która łatwo przechodzi do powietrza i odpowiada za typowy zapach hali basenowej. Szerzej opisujemy to w tekście Dlaczego na basenie czuć chlor?.
Chloru związanego nie oznacza się bezpośrednio, tylko wyznacza jako różnicę między chlorem całkowitym a chlorem wolnym. W metodzie DPD chlor wolny mierzy się odczynnikiem DPD1, a chlor całkowity odczynnikami DPD1 i DPD3 albo samym DPD4. Rozporządzenie Ministra Zdrowia dopuszcza w wodzie basenowej najwyżej 0,3 mg/l chloru związanego przy chlorze wolnym od 0,3 do 0,6 mg/l. Ten sam limit obowiązuje w Austrii, a niemiecka norma DIN 19643 jest ostrzejsza i przyjmuje górną wartość 0,2 mg/l. Na pływalniach oba parametry mierzy się w sposób ciągły, a wskazania automatyki weryfikuje się ręcznie fotometrem. W praktyce warto dążyć do wartości jak najniższych, a nie tylko mieścić się w limicie.
Pokrewnym, ale odrębnym zagadnieniem są trihalometany (THM). To również uboczne produkty chlorowania, jednak powstają z materii organicznej, nie zawierają azotu i nie wchodzą w skład chloru związanego, a metoda DPD ich nie wykazuje.
Najpierw ograniczenie źródła azotu
Każda z opisanych dalej metod usuwa chloraminy, które już powstały. Najskuteczniejsze jest jednak ograniczenie ładunku azotu wprowadzanego do wody, bo to on decyduje o tym, ile chloru związanego będzie się tworzyć. Badania prowadzone na Politechnice w Delfcie pokazały, że jedna osoba wnosi do wody basenu krytego średnio około 80 mg azotu, a większość tego ładunku spłukuje już minutowy prysznic przed wejściem do hali. Dlatego egzekwowanie prysznica, obok właściwej wydajności filtracji i regularnego płukania filtrów, jest najtańszym sposobem na niższy chlor związany.
Metody chemiczne
Chlorowanie do punktu przełamania. Polega na podniesieniu stężenia chloru wolnego na tyle, aby pokryć całe zapotrzebowanie wody na chlor i utlenić chloraminy. Często przyjmowana reguła mówi o dawce chloru wolnego dziesięciokrotnie wyższej od zmierzonego chloru związanego, choć w praktyce bywa ona zawyżona. Specjaliści z portalu chemiabasenowa.pl zalecają, aby chlorowanie szokowe prowadzić regularnie, a nie dopiero wtedy, gdy pojawi się problem. Profilaktycznie podnosi się chlor wolny co 7 do 14 dni do poziomu od 2 do 5 mg/l, po wcześniejszej korekcie pH do około 7,0 i przy całodobowej pracy filtracji. Na czas zabiegu basen musi być wyłączony z użytkowania, a po nim stężenie chloru trzeba sprowadzić do wartości roboczych. Przebieg zabiegu opisujemy w tekście Co to jest chlorowanie szokowe.
Dwutlenek chloru. ClO₂ to silny utleniacz, ale działa inaczej niż chlor. Nie przyłącza chloru do zanieczyszczeń i nie reaguje z amoniakiem ani aminami, więc sam nie tworzy chloramin. Dobrze radzi sobie z biofilmem, czyli śluzowym nalotem bakterii i materii organicznej w filtrach, rurach i zbiorniku przelewowym. Biofilm zużywa chlor i oddaje do wody związki azotu, z których powstaje chlor związany. Gdy ClO₂ go usunie, spada zapotrzebowanie na chlor i tworzy się mniej chloramin. Chloramin, które już są w wodzie, ClO₂ jednak nie rozkłada. W Polsce dostępne są gotowe preparaty do dezynfekcji wody w niecce, a producenci podają dawkę najwyżej 0,4 mg/l.
Dozowanie dwutlenku chloru wymaga staranności i sprzętu przystosowanego do tego środka. Zwykła pompa do chloru może się nie sprawdzić. Ważna jest też data przydatności. Preparat z czasem traci aktywność, dlatego przechowuje się go w chłodnym i ciemnym miejscu i zużywa w ciągu około dwóch miesięcy. Lepiej więc zamawiać mniejsze partie niż zapas na cały sezon. Dawki trzeba pilnować, bo w wodzie powstają z niego chloryny.
Flokulacja. To osobny etap uzdatniania. Koagulant dozowany przed filtrem łączy drobne zawiesiny i koloidy organiczne w większe kłaczki, które złoże jest w stanie zatrzymać. Dobrze prowadzona flokulacja zmniejsza ilość związków organicznych, które w przeciwnym razie przeszłyby przez filtr i reagowały z chlorem w niecce.
Metody technologiczne
Promienniki UV. Lampa UV zainstalowana w obiegu rozkłada chloraminy w wodzie przepływającej przez reaktor, dzięki czemu chlor związany wyraźnie spada, a promieniowanie dodatkowo unieszkodliwia mikroorganizmy odporne na chlor. Działa jednak tylko w samym reaktorze, a w niecce kąpiący się przez cały czas wnoszą nowe zanieczyszczenia i chloraminy tworzą się tam na bieżąco. Pokazały to badania szwajcarskiego instytutu Eawag. W reaktorze ubywało około połowy trichloraminy, a w samym basenie już tylko od 10 do 20%. UV nie usuwa też z wody materii organicznej, więc nie zmniejsza potrzeby regularnego płukania filtrów. Azot z rozłożonych chloramin zostaje w obiegu i chlor utlenia go dalej do azotanów, dlatego lampa nie zwalnia z wymiany wody, a zużycie chloru po jej uruchomieniu często rośnie. Najlepiej sprawdza się jako uzupełnienie dobrej filtracji, a nie jej zamiennik.
Ozonowanie i zaawansowane utlenianie (AOP). Ozon utlenia praktycznie wszystkie zanieczyszczenia organiczne, w tym związki azotu, chloraminy i prekursory THM, a jego skuteczność w uzdatnianiu wody basenowej jest dobrze znana. To jednak instalacje złożone i kosztowne w eksploatacji: wymagają generatora ozonu, komory reakcyjnej, filtra z węglem aktywnym usuwającego nadmiar ozonu przed powrotem wody do niecki oraz stałej kontroli, tak aby ozon nie przedostawał się do hali. Dlatego spotyka się je głównie na większych obiektach.
Filtracja sorpcyjna. Chloraminy można usuwać już w filtrze, zastępując górną warstwę złoża materiałem o właściwościach sorpcyjnych. Przykładem jest EVERZIT Special PLUS, termicznie obrabiany materiał na bazie antracytu zgodny z normą EN 12907. Ma uziarnienie od 0,6 do 1,6 mm, powierzchnię właściwą około 320 m²/g i gęstość nasypową około 620 kg/m³. Stosuje się go jako górną warstwę filtrów dwuwarstwowych, a ponieważ hydraulicznie zachowuje się niemal tak samo jak zwykły antracyt filtracyjny, zwykle nie wymaga przebudowy filtra. Producent deklaruje, że złoże zatrzymuje chloraminy, THM i związki AOX w zakresie wymaganym przez DIN 19643. W miejskim basenie w Bayreuth po przejściu na taki układ zawartość ubocznych produktów dezynfekcji w wodzie za filtrem spadła o ponad połowę.
Większa wymiana wody. Zwiększenie ilości świeżej wody doprowadzanej do obiegu zawsze obniża chlor związany. Jednocześnie rozcieńcza też THM, azotany i chlorany, których nie da się usunąć innymi metodami. Trzeba jednak liczyć się z kosztami: każdy metr sześcienny wody zrzuconej do kanalizacji to obciążenie dla środowiska i strata energii zużytej na jej podgrzanie i uzdatnienie. Dlatego ilość wymienianej wody warto dobierać na podstawie pomiarów, a nie z zapasem.
Woda i powietrze to jeden układ
Na krytej pływalni nie da się rozwiązać problemu chloramin samą chemią. Trichloramina jest cięższa od powietrza i gromadzi się tuż nad lustrem wody, więc nawet przy dobrych parametrach wody źle zaprojektowana wentylacja pozostawi w strefie oddychania pływaków podwyższone stężenia. Dlatego uzdatnianie wody i wentylację hali należy projektować i oceniać łącznie, a tam, gdzie problem wraca, warto mierzyć trichloraminę również w powietrzu, o czym piszemy przy okazji systemu DULCOMETER AirGuard.
W praktyce rzadko wystarcza jedna metoda. Na większości basenów krytych najlepsze efekty daje połączenie kilku rozwiązań: ograniczenia ładunku zanieczyszczeń wnoszonych przez kąpiących się, sprawnej flokulacji i filtracji, jednej z metod technologicznych dobranej do wielkości obiektu oraz świadomie prowadzonej wymiany wody. Punktem wyjścia zawsze jest rzetelny pomiar. Dopiero regularne odczyty chloru wolnego i całkowitego pokazują, czy wprowadzone zmiany działają i gdzie jeszcze jest zapas. Wymagania dla wody na pływalniach znajdziesz w rozporządzeniu Ministra Zdrowia w sprawie wymagań, jakim powinna odpowiadać woda na pływalniach (Dz.U. 2022 poz. 1230).
Źródła: M. Keuten, J. Verberk, J. van Dijk (TU Delft), Definition and quantification of anthropogenic initial and continual biochemical bathing load in swimming pools; Eawag, badania UV w basenach krytych; EVERS, EVERZIT Special PLUS; Bäderhygieneverordnung 2012 (Austria).
